[发明专利]硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器

摘要

本发明公开了一种硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器，包括1dB、2dB、4dB、8dB、16dB五个衰减模块，采用带有沟道并联电阻结构和体悬浮结构的两种锗硅BiCMOS工艺的NMOS场效应晶体管作为控制开关，由五组互补数字信号独立控制五个衰减模块工作，利用低通网络进行相位补偿，通过电感进行相邻衰减模块间匹配，通过传输线匹配到50Ω的输入和输出阻抗，工作频率范围为1～25GHz，以1dB长度步进在的0～31dB的衰减范围内，可实现共32种状态低差损低相移的信号幅度衰减。本发明具有差损低、附加相移小、线性度高、生产成本低、芯片面积小的优点，可用于大幅度信号处理和单芯片集成。

主权项

一种硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器，包括相互独立的1dB、2dB、4dB、8dB、16dB五个衰减模块，两条传输线TL0、TL1，四个电感L1、L2、L3、L4；所述衰减器的工作频率范围为1～25GHz，以1dB的步进长度在0～31dB的衰减范围内，实现总共32种状态的信号幅度衰减；其中，所述的1dB衰减模块、2dB衰减模块、4dB衰减模块，均采用桥T型组合衰减结构，该结构分别以带有沟道并联电阻结构和体悬浮结构的两种锗硅BiCMOS工艺的NMOS场效应晶体管作为串联支路和并联支路的控制开关，利用低通附加相移补偿网络电路结构对所采用的NMOS场效应晶体管开关进行附加相移补偿，以实现1dB、2dB、4dB的信号幅度衰减；所述的8dB衰减模块和16dB衰减模块，均采用π型衰减结构，该结构分别以带有沟道并联电阻结构和体悬浮结构的两种锗硅BiCMOS工艺的NMOS场效应晶体管作为串联支路和并联支路的控制开关，利用低通附加相移补偿网络电路结构对所采用的NMOS场效应晶体管开关进行附加相移补偿，以实现8dB和16dB的信号幅度衰减；所述的传输线TL0和TL1，分别用于实现50Ω的输入阻抗与1dB衰减模块的输入端之间、16dB衰减模块的输出端与50Ω的输出阻抗之间的阻抗匹配；所述的电感L1、L2、L3、L4，分别用于实现1dB衰减模块的输出端与2dB衰减模块的输入端之间、2dB衰减模块的输出端与4dB衰减模块的输入端之间、4dB衰减模块的输出端与8dB衰减模块的输入端之间、8dB衰减模块的输出端与16dB衰减模块的输入端之间的阻抗匹配；所述的1dB衰减模块的输入端与传输线TL0的一端连接，传输线TL0的另一端作为该衰减器的输入端；所述的1dB衰减模块的两个控制端分别与正向控制端1和反向控制端1连接，1dB衰减模块的输出端通过电感L1与2dB衰减模块的输入端连接；所述的2dB衰减模块的两个控制端分别与正向控制端2和反向控制端2连接，2dB衰减模块的输出端通过电感L2与4dB衰减模块的输入端连接；所述的4dB衰减模块的两个控制端分别与正向控制端3和反向控制端3连接，4dB衰减模块的输出端通过电感L3与8dB衰减模块的输入端连接；所述 的8dB衰减模块的两个控制端分别与正向控制端4和反向控制端4连接，8dB衰减模块的输出端通过电感L4与16dB衰减模块的输入端连接；所述的16dB衰减模块的两个控制端分别与正向控制端5和反向控制端5连接，16dB衰减模块的输出端与传输线TL1的一端连接，传输线TL1的另一端作为该衰减器的输出端。